Estimación del costo de las instalaciones de tratamiento de aguas

Estudio de Factibilidad para el Reuso de Aguas Residuales
Tratadas dentro de la Zona Urbana de Tijuana, Baja California.
Contrato No. CONTA 07-012
Anexo 3.3 Estimación del Costo de las
Posibles Ampliaciones de las PTAR’s
Monte de los Olivos, La Morita y Regional
Alamar para Alcanzar una Mejor Calidad
de las Aguas Residuales Tratadas.
Servicios de Ingeniería e Informática S.C
Anexo 3.3 Costos de ampliaciones de
PTAR’s para tratamientos adicionales.
Estudio de Factibilidad para el Reuso de Aguas Residuales
Tratadas dentro de la Zona Urbana de Tijuana, Baja California.
Contrato No. CONTA 07-012
Estimación del costo de las posibles ampliaciones de las PTAR Monte de los Olivos, La
Morita y Regional Alamar para alcanzar una mejor calidad de las aguas residuales
tratadas.
Durante el análisis de las demandas de aguas residuales tratadas en Tijuana, se observó que
para varios reusos industriales y urbanos, se requiere de una mejor calidad del agua tratada
que la que ofrecen las PTAR Monte de los Olivos, La Morita y Regional Alamar. Es el caso
del reuso en lavabos de las industrias, lavado de coches, lavado de pisos en instituciones y
centros comerciales, lavado de máquinas y equipos. Para usar el agua tratada se ha
propuesto un tratamiento adicional consistente en adsorción con CA y desinfección
(Calidad 2). En todos estos casos se deben remover del agua los contaminantes presentes en
muy bajas concentraciones, el olor del agua, así como asegurar la seguridad para la salud
por el contacto directo del agua con la gente.
Se ha calculado que el agua que no requiere ningún tratamiento representa el 78.5% de la
demanda total. El resto requiere un tratamiento adicional:



Para Calidad 2: Adsorción con CA y desinfección – el 13.9% de la demanda total,
Para Calidad 3: Adsorción con CA y suavización- el 4% del total;
Para Calidad 4: Adsorción con CA y desmineralización-el 3.6% de la demanda
total.
Existen dos formas de satisfacer la necesidad de una mejor calidad:



Distribuir el agua tratada hasta los usuarios y que ellos se encarguen de implementar
sistemas pequeños de tratamiento adicional para satisfacer sus requerimientos de
una mejor calidad de agua.
Construir plantas satélite de tratamiento avanzado, ubicadas en un lugar estratégico,
cercano a la mayor cantidad de usuarios.
Finalmente, se puede realizar una ampliación en cada una de las PTAR,
implementando un tratamiento por adsorción con CA para un caudal igual a la
demanda de aguas con una mejor calidad.
En el Cuadro 1 se presenta la relación de gastos para las cuatro alternativas de reuso
desarrolladas, en el Cuadro 2 se presentan solo los gastos correspondientes a la Calidad 2 y
en el Cuadro 3 la suma de los gastos correspondientes a Calidad 2 (C2), Calidad 3 (C3) y
Calidad 4 (C4). Con base en estos parámetros se determinaron los costos de las posibles
ampliaciones de las PTAR Monte de los Olivos, La Morita y Regional Alamar con un
sistema de adsorción con CA, para alcanzar una mejor calidad de las aguas residuales
tratadas.
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Anexo 3.3 Costos de ampliaciones de PTAR’s para
tratamientos adicionales.
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Tratadas dentro de la Zona Urbana de Tijuana, Baja California.
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Cuadro 1. Relación de gastos para las cuatro alternativas de reuso de las aguas residuales
tratadas.
Gasto de diseño
PTAR's (l/s)
PTAR
Alternativa 1
2008 2013
Gasto
2026 promedio Periodo
(l/s)
Monte de los
Olivos
460
460
460
334
La Morita
254
380
380
253
980
1470
22
Regional
Alamar
20082026
20082026
20132018
Alternativa 2
Gasto
promedio
(l/s)
234
279
93
Alternativa 3
Periodo
20082026
20082026
20132026
Alternativa 4
Gasto
Gasto
promedio Periodo promedio Periodo
(l/s)
(l/s)
334
90
28
20082026
20082026
20132018
20082026
20082012
20132026
235
192
403
Cuadro 2. Relación de gastos correspondientes a la Calidad 2 para las cuatro alternativas de
reuso de las aguas residuales tratadas.
Alternativa 1
PTAR
Monte de los
Olivos
La Morita
Regional Alamar
Alternativa 2
Alternativa 3
Alternativa 4
Gasto
promedio
(l/s)
Periodo
Gasto
promedio
(l/s)
Periodo
Gasto
promedio
(l/s)
Periodo
Gasto
promedio (l/s)
Periodo
46.4
2008-2026
32.5
2008-2026
46.4
2008-2026
32.7
2008-2026
35.2
3.1
2008-2026
2013-2018
38.8
12.9
2008-2026
2013-2026
12.5
3.9
2008-2026
2013-2018
26.7
56.0
2008-2012
2013-2026
Cuadro 3. Relación de gastos correspondientes a la suma de Calidad 2, 3 y 4 para las cuatro
alternativas de reuso de las aguas residuales tratadas.
Alternativa 1
PTAR
Monte de los
Olivos
La Morita
Regional Alamar
Alternativa 2
Alternativa 3
Alternativa 4
Gasto
promedio
(l/s)
Periodo
Gasto
promedio
(l/s)
Periodo
Gasto
promedio
(l/s)
Periodo
Gasto
promedio
(l/s)
Periodo
71.8
2008-2026
50.3
2008-2026
71.8
2008-2026
50.5
2008-2026
54.4
4.7
2008-2026
2013-2018
60.0
20.0
2008-2026
2013-2026
19.4
6.0
2008-2026
2013-2018
41.3
86.6
2008-2012
2013-2026
Para el cálculo de los costos se usó CAPDET-PC (Computer Assisted Procedure for the
Design and Evaluation of Wastewater Treatment Systems), es un paquete de computadora
creado en 1985, conjuntamente por el Cuerpo de Ingenieros de la Armada de Estados
Unidos (U.S. Army Corps of Engineers) y La Agencia estadounidense de Protección al
Ambiente -EPA (Environmental Protection Agency)-, para el diseño y evaluación de
sistemas de tratamiento de aguas residuales; adaptado a las computadoras personales por la
empresa canadiense Hydromantis, Inc. Se realizó la actualización de los precios al año
2007, considerando el factor de inflación. Los resultados obtenidos para el costo de las
ampliaciones con un sistema de adsorción con CA, considerando solo los caudales para
cubrir la demanda de agua de Calidad 2, se presentan en los siguientes Cuadros 4, 5 y 6,
respectivamente costos de inversión, operación y mantenimiento (OM) y el costo unitario
del agua tratada. Los costos de inversión incluyen tanques con carbón activado, bombas,
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Anexo 3.3 Costos de ampliaciones de PTAR’s para
tratamientos adicionales.
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válvulas, equipo de control; no se incluye construcción de edificios, regeneración y
disposición del CA. El factor de amortización se calculo de la expresión fa=i + i/(1+i)n-1;
donde i=0.12 -Tasa anual, n=20 - años de recuperación de la inversión. El costo energía
eléctrica se consideró de 0.81 Pesos/kWh
Cuadro 4. Costo de inversión (en Pesos) para implementar ampliaciones de las plantas solo
para la demanda que requiere Calidad 2.
PTAR
Monte de los
Olivos
La Morita
Regional
Alamar
Total
Alternativa 1
Costo
Periodo
Alternativa 2
Costo
Periodo
Alternativa 3
Costo
Periodo
Alternativa 4
Costo
Periodo
4,664,000
2008-2026
3,498,000
2008-2026
4,664,000
2008-2026
3,498,000
2008-2026
3,731,200
2008-2026
4,081,000
2008-2026
1,982,200
2008-2026
2,915,000
2008-2012
757,900
2013-2018
2,000,000
2013-2026
874,500
2013-2018
5,247,000
2013-2026
9,153,100
9,579,000
7,520,700
11,660,000
Cuadro 5. Costo de operación y mantenimiento (en Pesos/Año) para implementar
ampliaciones de las plantas solo para la demanda que requiere Calidad 2.
PTAR
Monte de los
Olivos
La Morita
Regional
Alamar
Total
Alternativa 1
Costo
Periodo
Alternativa 2
Costo
Periodo
Alternativa 3
Costo
Periodo
Alternativa 4
Costo
Periodo
432,200
2008-2026
330,000
2008-2026
432,200
2008-2026
330,000
2008-2026
341,000
2008-2026
374,000
2008-2026
231,000
2008-2026
308,000
2008-2012
66,550
2013-2018
236,000
2013-2026
82,500
2013-2018
462,000
2013-2026
839,750
940,000
745,700
1,100,000
Cuadro 6. Costo unitario (en Pesos/m3) del agua tratada adicionalmente con adsorción en CA
para la demanda que requiere Calidad 2.
PTAR
Monte de los
Olivos
La Morita
Regional
Alamar
Promedio
Alternativa 1
Costo
Periodo
Alternativa 2
Costo
Periodo
Alternativa 3
Costo
Periodo
Alternativa 4
Costo
Periodo
0.722
2008-2026
0.779
2008-2026
0.722
2008-2026
0.779
2008-2026
0.757
2008-2026
0.752
2008-2026
1.259
2008-2026
0.829
2008-2012
1.719
2013-2018
1.258
2013-2026
1.623
2013-2018
0.660
2013-2026
1.066
0.930
1.201
0.756
Los resultados obtenidos para el costo de las ampliaciones para un caudal igual a la
demanda de Calidad 2, 3 y 4 se presentan en los Cuadros 7, 8 y 9, respectivamente costos
de inversión, operación y mantenimiento (OM) y el costo unitario del agua tratada.
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Anexo 3.3 Costos de ampliaciones de PTAR’s para
tratamientos adicionales.
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Cuadro 7. Costo de inversión para implementar ampliaciones de las plantas con un sistema de
CA para cubrir la demanda que requiere Calidad 2, 3 y 4.
PTAR
Alternativa 1
Costo
Periodo
Monte de los
5,830,000
Olivos
La Morita
4,780,600
Regional
1,166,000
Alamar
Total
11,776,600
Alternativa 2
Costo
Periodo
Alternativa 3
Costo
Periodo
Alternativa 4
Costo
Periodo
2008-2026
4,772,300
2008-2026
5,830,000
2008-2026
4,772,300
2008-2026
2008-2026
5,596,800
2008-2026
2,390,300
2008-2026
4,314,200
2008-2012
2013-2018
2,448,600
2013-2026
1,224,300
2013-2018
6,996,000
2013-2026
12,817,700
9,444,600
16,082,500
Cuadro 8. Costo de operación y mantenimiento de las ampliaciones de las plantas con un
sistema de CA para cubrir la demanda que requiere Calidad 2, 3 y 4.
PTAR
Alternativa 1
Costo
Periodo
Monte de los
473,000
Olivos
La Morita
451,000
Regional
99,000
Alamar
Total
1,023,000
Alternativa 2
Costo
Periodo
Alternativa 3
Costo
Periodo
Alternativa 4
Costo
Periodo
2008-2026
438,900
2008-2026
473,000
2008-2026
438,900
2008-2026
2008-2026
467,500
2008-2026
304,700
2008-2026
407,000
2008-2012
2013-2018
310,200
2013-2026
110,000
2013-2018
484,000
2013-2026
1,216,600
887,700
1,329,900
Cuadro 9. Costo unitario del agua tratada adicionalmente con adsorción en CA para la
demanda que requiere Calidad 2, 3 y 4.
PTAR
Monte de los
Olivos
La Morita
Regional
Alamar
Promedio
Alternativa 1
Costo
Periodo
Alternativa 2
Costo
Periodo
Alternativa 3
Costo
Periodo
Alternativa 4
Costo
Periodo
0.554
2008-2026
0.673
2008-2026
0.554
2008-2026
0.673
2008-2026
0.636
2008-2026
0.643
2008-2026
1.021
2008-2026
0.756
2008-2012
1.722
2013-2018
1.012
2013-2026
1.448
2013-2018
0.520
2013-2026
0.971
0.776
1.008
0.650
Conclusiones:
La implementación de sistemas de adsorción con CA en las tres plantas de tratamiento para
un caudal igual a la demanda de aguas residuales tratadas de mejor calidad (Calidad 2)
requeriría de una inversión adicional de7,520,700-11,660,000 Pesos, con gastos anuales de
operación y mantenimiento de 745,700-1,100,000 Pesos/año. El menor costo se calculó
para la Alternativa 3 y el mayor para la Alternativa 4. Sin embargo, el menor costo unitario
del agua tratada se determinó para la Alternativa 4, de 0.756 Pesos/m3, seguido por el de la
Alternativa 2 de 0.930 Pesos/m3 y el mayor costo unitario se calculó parra la Alternativa 3
de1.201 Pesos/m3.
Los costo de inversión para las ampliaciones implementando la adsorción con CA para un
caudal igual a la demanda de Calidad 2, 3 y 4 son en 25.6-37.9% mayores comparados con
los costos para un caudal igual al requerido para la Calidad 2. Son mayores y los costos de
OM, en 19.0-29.4%. Sin embargo, los costos unitarios del agua tratada disminuyeron en
8.9-16.5%. Igual que en el caso anterior, el menor costo unitario se determinó para la
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Anexo 3.3 Costos de ampliaciones de PTAR’s para
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Alternativa 4 de 0.65 Pesos/m3, seguido por la Alternativa 2 de 0.776 Pesos/m3 y la más
cara fue la Alternativa 3 con un costo unitario de 1.008 Pesos/m3.
Referencia:
Hydromantis, Inc., CAPDET-PC -Computer Assisted Procedure for the Design and
Evaluation of Wastewater Treatment Systems- User's Guide, Version 2. Hamilton, Ontario.
Servicios de Ingeniería e Informática S.C
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Anexo 3.3 Costos de ampliaciones de PTAR’s para
tratamientos adicionales.